技术趋势：系统模块化与模块化UPS.ppt

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关于“系统模块化”与模块化UPS2009年10月 数据中心基础设施存在的问题生命周期成本问题：优化投资问题、装配速度问题、服务费用问题、投资风险问题、降低能源消耗问题适应性和扩展性问题：容量估算过高问题,系统和部件的标准化与规范化、不可预测的功率密度问题、如何适应不断变化的其他需求系统可用性问题：减少人为操作失误问题、提高系统可靠性、减少引起大面积故障的隐患、保障系统的可修复和可快速修复功能管理性问题：系统集中管理问题、UPS输出分路管理、监控负载机柜电源状态、线缆管理、预防性故障分析等问题维护服务问题：降低系统的复杂性问题、减少平均维修时间MTTR的问题、供应商之间的相互推诿的问题,同一维护合同需求问题 数据中心对基础设施设计理念的变化1从单台设备性能向整个系统设计变化供电2对系统可靠性向可用性变化3提高系统的“适应性”4管理功能的智能化、集中化和网络化5系统模块化设计理念是信息系统基础物理设施的最基本的法则 现代信息系统对基础设施的一个基本要求是：该系统必须能连续工作一个能连续工作的系统必然是一个能够修复和可快速修复的系统一个能修复和可快速修复的系统要求组成该系统的所有子系统都必须有模块化功能系统模块化设计理念--是信息系统基础物理设施的最基本的法则 目录一、可修复和可快速修复功能是提高可用性的关键二、“系统模块化”是可修复和可快速修复的根本条件三、模块化系统的优势四、模块化系统对基础设施商业价值的贡献五、“模块化UPS”是最高级别的模块化系统 一、可修复和可快速修复功能是提高系统可用性的关键提高设备可靠性MTBF是有局限的：成千上万的元件、器件、焊点、连线受元器件和设备厂家的技术水平、技术革新限制，整机厂家无能为力降低MTTR对提高可用性是最有效的：设备的可修复性—模块化；可快速修复能力--无工具安装，可插拔修复；冗余容错系统—可认为：设备故障不影响系统运行，可靠性高；或：设备故障可在不影响系统运行的情况下修复，修复时间为零； 二、“系统模块化”是可修复和可快速修复的根本条件模块的基本特征：模块是系统中一个可独立运行的单元；结构上整体安装、拆卸、更换、移动；相同单元可冗余并机运行； 系统模块化概念：系统中任意一个子系统都具备模块化特征系统模块化要考虑的内容设备安装空间：可在线维护、拆卸、设备扩容、移动、更换PDU及线缆铺设：可在线扩容、更换、重组（不允许带电操作）致冷与通风：出风口风量调节和位置变动,冗余模块和在线维护.子系统包括：供电设备：诸如UPS、输入输出配电、ATS、STS、变压器、机架PDU等；空调设备：空调机、新风机、风道、机架级通风装置等；高密度机架系统：供电、制冷、线缆管理、物理结构等；标准化的模块化布线：一根线缆、或标准的线缆模块 ③冗余配置的模块化子系统①模块化系统④可插拔更换修复和冗余配置的模块化子系统②可插拔更换修复的模块化子系统模块化系统的四个等级系统可修复的必被条件系统可快速修复的条件系统可修复且不影响系统运行系统可快速修复且不影响系统运行 三、模块化系统对基础设施商业价值的贡献数据中心基础设施的商业价值商业价值可用性×适应性总拥有成本 部署速度可扩展的能力重新配置的能力适应性模块化/标准化模块化与标准化对提高系统适应性的贡献 提高部署速度：便于合理配置系统结构（物理排列、设备数量与类型）；灵活性为边成长边投资提供条件；标准化批量生产现货供应，提高了交货速度；结构和连接方式的标准化，现场配置速度加快；标准化模块可在工厂进行模拟连接并预测试，提高了系统调试速度；标准化和模块化对提高适应性的贡献 可扩展的能力：可使IT空间的配置达到最佳状态；扩展时无需重新对整个系统进行工程设计；扩展时无需关闭关键设备。可控制系统规模“最优化”标准化和模块化对提高适应性的贡献 重新配置的能力：模块化组件可整体移动安装，便于重新排列并重新连接；为重新配置不同级别的冗余、不同电压或不同连接类型提供了可能性；将重新设计的需要降至最低；并最大限度地提高了将现有设备重复用在新配置中的能力。标准化和模块化对提高适应性的贡献 减少了MTTR提高了可靠性减少了人为错误模块化/标准化可用性模块化与标准化对系统可用性的贡献 提高可靠性：标准化易于批量生产，降低了生产缺陷；模块化可返回到工厂处进行维修，提高维修质量厂修复的模块发生新的故障或无法恢复到满负荷工作状态方面的概率要低500-2000倍；标准化连接可以按照与现场同样的方式在工厂内进行预配置、预测试，发现解决系统问题；模块化便于内部冗余以及热插拔更换；标准化的设备监控系统可以方便地进行前瞻性维护；标准化可减少预防性维护量，提高使用维护质量。标准化和模块化对提高可用性的贡献 减少平均恢复时间(MTTR)：模块化可以对故障模块拔插更换；标准化可使系统更容易理解与操作，加快问题的诊断速度和正确性；提高用户自己进行诊断和修复的可能性。标准化和模块化对提高可用性的贡献 批量生产的优势成本更低质量更高更易于维修产量更大交货速度更快减少人为错误：标准化使设备与程序的功能更加透明，操作更加简单，并更容易学习；维护和操作高度程序化，减少和消除人为错误标准化和模块化对提高可用性的贡献 减少了资本成本减少了非能源运营成本减少了能源成本模块化/标准化总拥有成本模块化与标准化对降低总拥有成本的贡献 投资成本：紧密配合当前需求规划；简化整个部署过程中的每个步骤，缩短了时间；减少现场系统安装工作量；可扩展性，并简化了设计和安装过程；将设计咨询和定制安装服务的需求降低最低。模块化与标准化对降低总拥有成本的贡献 非能源运营成本：设计变得简单、易于学习，培训效率可以更高；运营/维护程序高效并减少出错的几率；标准化设备与程序易于理解，维护工作可以由IT人员来完成；标准化的设备监控系统，易于掌握，可方便地进行预测性维护；标准化的模块化组件可以直接拔下以进厂维修，维修质量高，成本低；可用性整体提高，与停机有关的问题的需求也减少。模块化与标准化对降低总拥有成本的贡献 能源成本：按照需求规划基础设施，增长添加新的组件，降低供配电和制冷量。标准化模块化设计提高了设备间和设备负载的匹配，提高设备工作效率，减少实现冗余所需的UPS模块的容量；模块化与标准化对降低总拥有成本的贡献 提高系统可用性提高系统适应性降低总拥有成本可修复的系统可连续工作的系统系统模块化设计可插拔更换的系统模块化设计可快速修复的系统可冗余配置的系统模块化设计减少单路经故障点降低MTTR提高MTBF子系统标准化系统模块化设计设备工作效率提高避免过度规划降低一次性投资提高部署速度提高系统扩展能力可重新配置能力系统模块化设计降低备件成本系统模块化设计系统模块化设计降低运行能源成本系统模块化设计降低维护难度降低非能源成本系统模块化设计的优势系统模块化设计减少人为错误模块化结构降低非设备资本成本简化规划、设计、安装流程系统价值=可用性×适应性总拥有成本 五、“模块化UPS”是最高级别的模块化系统可插拔更换修复和冗余配置的模块化系统系统可快速修复且不影响系统运行 模块化UPS系统结构示意图N+1功率转换模块N+1电池模块输入配电输出配电集中静态旁路维护旁路1+1控制管理模块 模块化UPS的可靠性1+1冗余并机和4+1模块化冗余并机的可靠性差别及与负载量的关系可靠度R(t)100%负载75%负载50%负载UPS单机或功率模块0.990.990.99单机1+1冗余0.99990.99990.9999模块化4+1冗余0.9990.999990.99999995 模块化UPS的可用性1+1冗余并机和4+1模块化冗余并机的可用性差别及与负载量的关系可用性A(t)100%负载75%负载50%负载UPS单机（MTTR=8h）0.99990.99990.9999功率模块（MTTR=1h）0.999990.999990.99999单机1+1冗余0.999999990.999999990.99999999模块化4+1冗余0.999999992≈1≈1 谢谢